OCP還是SCP？這是個(gè)值得考慮的問題

1、ocp還是scp？這是個(gè)值得考慮的問題 通常，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中需要無數(shù)不同類型的庇護(hù)，包括庇護(hù)功率晶體管、電機(jī)或系統(tǒng)的任何部件。變頻器的庇護(hù)是其中至關(guān)重要的一項(xiàng)。它不僅能預(yù)防對(duì)功率晶體管的任何潛在損壞，而且在發(fā)生故障或控制變得不穩(wěn)定時(shí)能預(yù)防電機(jī)消磁。過流庇護(hù)(ocp) 和短路庇護(hù)(scp)經(jīng)常互換用法，但兩者還是存在差別，我們將在本文中探討。 ocp和scp的差別容易來說，短路庇護(hù)是過電流庇護(hù)的一部分。圖1表示不同電流庇護(hù)之間的關(guān)系。 接地故障庇護(hù)、臂短庇護(hù)和相間短庇護(hù)都屬于短路庇護(hù)。圖1. 過流庇護(hù)與短路庇護(hù)比較圖2表示不同的短路模式和電流路徑。2(a)所示，當(dāng)電機(jī)繞組短接至電機(jī)殼體(通常接

2、地)時(shí)，或者當(dāng)電機(jī)電纜短接至接地時(shí)，則發(fā)生接地故障。圖2(b)表示橋臂短路，指高側(cè)和低側(cè)igbt同時(shí)意外導(dǎo)通并產(chǎn)生極高電流的狀況。圖2(c)表示相間短路，當(dāng)不同相間的電機(jī)繞組短路時(shí)發(fā)生。全部三個(gè)示例中，電流幅度因電流路徑(包括igbt本身的)阻抗而受限。圖2. 短路電流路徑如何設(shè)置ocp點(diǎn)?無論面向什么類型的過流狀況，如何設(shè)置庇護(hù)電流大小都很關(guān)鍵。要解決這一問題，首先應(yīng)識(shí)別系統(tǒng)中最堅(jiān)強(qiáng)的部件。在大多數(shù)狀況下，igbt將早于續(xù)流受損，由于，當(dāng)變頻器將功率傳遞至電機(jī)時(shí)，更簡(jiǎn)單發(fā)生過流狀況。那么，是否應(yīng)當(dāng)將ocp跳變值設(shè)為igbt能夠處理的最大電流? 這取決于系統(tǒng)采納的控制辦法。在伏特/赫茲控制中(

3、廣泛用于感應(yīng)電機(jī)應(yīng)用)，啟動(dòng)時(shí)的電流值無法精確預(yù)測(cè)。另一方面，假如采納磁場(chǎng)定向控制這樣的電流控制辦法，則特定應(yīng)用中電機(jī)的最大電流值是盡人皆知的。3所示，為此值添加一些裕量將成為ocp觸發(fā)大小的良好參考點(diǎn)。例如，帶foc的電冰箱用法的永磁電機(jī)，其額定電流為1a rms，但是，在初始啟動(dòng)冷卻期間，可承受120%的過載達(dá)10分鐘。此狀況下，最大峰值電流為1 a rms * 120% * sqrt(2) = 1.7 a峰值?？紤]電流控制過沖裕量，可挑選+/- 2 a作為控制中的電流反饋范圍。接著可將2.5 a設(shè)為ocp跳變點(diǎn)。即使在變頻器中采納飽和電流為30 a的5 a igbt，電流跳變點(diǎn)也不需要設(shè)

4、為10 a或更高。高電流跳變點(diǎn)可能造成電機(jī)消磁。假如有固定時(shí)光的過載能力，可執(zhí)行i2t庇護(hù)來補(bǔ)充ocp。圖3. ocp點(diǎn)與其它電流大小的關(guān)系采納哪種庇護(hù)辦法?另一方面，scp側(cè)重于igbt故障。 spm?智能功率模塊中的igbt具備卓越的短路性能，但假如不能在幾微秒內(nèi)平安關(guān)斷，仍可能受損。因此，應(yīng)配置延遲時(shí)光固定在幾微妙的硬件，而非通過軟件實(shí)現(xiàn)。庇護(hù)igbt免受短路損壞的最常見辦法是通過電流檢測(cè)感測(cè)負(fù)直流電軌上的電流，4(a)所示，并將壓降前饋至柵極驅(qū)動(dòng)器，以便后者同時(shí)軟關(guān)斷igbt。在短路條件下關(guān)斷igbt可能造成過大尖峰和閉鎖故障。而軟關(guān)斷是克服這些問題最為有效的辦法。對(duì)于額定功率高于5

5、hp的變頻器，電流檢測(cè)電阻的挑選相當(dāng)有限，而fairchild的spm 2系列產(chǎn)品采納感測(cè)igbt，其中配備感測(cè)放射極引腳，載流僅為實(shí)際放射極電流的一小部分。三個(gè)感測(cè)放射極相連，使電流通過外部電流檢測(cè)電阻，4(b)所示。壓降以相像的辦法前饋至柵極驅(qū)動(dòng)ic。圖4. 用法電流檢測(cè)電阻舉行短路庇護(hù)這些辦法的缺點(diǎn)之一是無法檢測(cè)接地故障電流，2(a)所示。只要總和不為零，軟件可計(jì)算三相電流并識(shí)別接地故障。但響應(yīng)速度可能不足以預(yù)防igbt損壞。一個(gè)磁芯、一只正直流母線電軌上的電流檢測(cè)電阻和去飽和庇護(hù)也是可選接地庇護(hù)方式。fairchild可提供帶不飽和庇護(hù)功能的光電柵極驅(qū)動(dòng)器。配備這些功能的器件有fod831